Presentation laddar. Vänta.

Presentation laddar. Vänta.

1 Utvärdering av säkerhet och toxikologi vid läkemedelsutveckling Martin Billger Safety Assessment AstraZenecea R&D Mölndal 2006.

Liknande presentationer


En presentation över ämnet: "1 Utvärdering av säkerhet och toxikologi vid läkemedelsutveckling Martin Billger Safety Assessment AstraZenecea R&D Mölndal 2006."— Presentationens avskrift:

1 1 Utvärdering av säkerhet och toxikologi vid läkemedelsutveckling Martin Billger Safety Assessment AstraZenecea R&D Mölndal 2006

2 2 Uppläggning • Toxstudier vid läkemedelsutveckling • Historik • Varför, vad, när, hur • Några exempel • Prediktionsvärdet av djurstudier och toxicitet på människa

3 3 Historik • Tidigt arbete: • Läkemedel från växtpreparationer extempore. Förändring mot kemi-syntes slutet av 1800-talet • USA: • 1937: 100-tals fatala fall av pat som använt sulfanilamid förorenad med etylenglykol • 1938: Food, Drugs and Cosmetics act: Quality and Safety • Talidomid • : försäljning i >50 länder, i Västtyskland upptäcktes fall av missbildningar – Retrospektivt ca fall i flera länder – FDA godkände aldrig läkemedlet • 1962 Sverige lag om läkemedel • 1963: WHO (svensk initiativ) inrättar biverkansregistret • FDA riktlinjer för toxikologisk utvärdering • 1968 UK Medicines Act, EC direktiv • 2001 USA lagstiftar om att alla nyregistrerade läkemedel skall genomgå utvärdering för pediatrisk användning. EU följer efter.

4 4 Regulatory guidances • International Conference on Harmonisation of Technical Requirements for Registration of Pharmaceuticals for Human Use (ICH) • ICH M3 guidance applies to the situations usually encountered during the conventional development of pharmaceuticals and should be viewed as providing general guidance for drug development. Useful links:

5 5 Hur maximera säkerheten för patienter? • Data från djur i tidig utveckling för att stödja: • Första dos till människa (vanligen friska frivilliga) • Ökande dosering och duration • Första dos till kvinnor i fertil ålder • Första dos till barn • Kombinationsbehandling • Klinisk säkerhetsdata ökar under utveckling • ’14 day rule’ • Övervakning av biverkningar (inkl registrerade produkter) • Bryggningsstudier av vissa populationer (kinetik, metabolism, dossättning) • Epidemiologiska data (fas III – efter registrering)

6 6 Tidig och sen fas i läkemedelsutveckling • Läkemedelskandidat =Enstaka substans • Uppskalad tillverkning (kg) • Dokumenterande studier (GLP, GMP, GCP) • Ökande åtaganden (pengar, djur, människor) • Toxikologisk dokumentation för att stödja kliniska prövningar • Riktade studier från fall till fall Explorativ verksamhetRegulatorisk verksamhet Fas I, II, IIIRegistreringLansering • Många substanser/ Små mängder (mg) • Begränsade försöksmöjligheter • Tidig identifiering av potentiell toxicitet • Söka sammanhang mellan struktur och aktivitet (SAR) • Studier in vitro/in vivo • Mekanismstudier • Fastställa relevanta djurslag för utvärdering Candidate Drug

7 7 År Prekliniska studier IND/CTA dokumentation Fas I Fas IIFas III NDA/REG Kompletteringar efter registrering: nya indikationer och beredningar, mekanismutredningar, … Toxikologistudier Safety Pharmacology QWBA Immuntox Cancerstudier Reprotox akut toxicitet, upprepad dosering >2v, 2 djurslag: genotoxicitet CV, respiratorisk, CNS, njurfunktion, GI Längre toxstudier beroende på kliniskt program (u.t. 12 mån) Helkroppsstudier av substansens upptag och distribution innan WOCBP (fertila kvinnor) inkluderas Reprotox Immuntox Gentox Läkemedelsutveckling från ett regulatoriskt säkerhetsperspektiv

8 8 Säkerhetsbedömning inför fas I; första dos till människa* • Säkerhetsfarmakologi /sekundär farmakologi • Oönskade farmakologiska effekter på olika system • ”Core battery”: CV, CNS, respiration, GI, njure … • Akut toxicitet singeldos, råtta och mus • Upprepad dosering till två djurslag • Gnagare + icke-gnagare • Farmakologisk relevans styr valet av djurslag • Genotoxisk potential • Ames test, Mouse lymphoma assay • Lokaltoxicitet: ffa vid parenteral administrering *FTIM, first time in man

9 9 Safety Pharmacology • Core battery • CNS • CV • Respiratory • Supplemental • Renal/urinary • Autonomic nervous system • GI • Others if relevant/indicated

10 10 Akut toxicitet singeldos, råtta & mus • Tänkt klinisk adminstreringsväg och iv • för att säkerställa exponering • 14 dagars återhämtning under observation efter behandling • Kliniska symtom, tid, varaktighet, viktändringar

11 11 Upprepad dosering MTD och DF • Maximum Tolerable Dose • Stegvis ökad singeldos med washout • Kliniska symptom och plasmaprofil efter varje dos • Fortsätter till dosbegränsande effekt • Dose Finding • Ofta 7 dagars upprepad dosering • Idealfall: lågdos, mellandos, högdos • Baseras på MTD • Vägleda dossättning i längre studier

12 12 Upprepad dosering Längd på toxstudie som krävs för viss klinisk prövning Längd på klinisk prövning Minsta längd på toxstudie inför fas I/II Minsta längd på toxstudie inför fas III/registrering* <2 veckor2 veckor1 mån <1 mån1 mån3 mån <3 mån3 mån6 mån <6 mån6 mån >6 mån6/9 mån* 6/12 mån ** * FasIII kräver längre tid jämf med fasII, då antalet pat i regel är mycket stort  ökad sannolikhet för sällsynta biverknignar ** 6 mån gnagare, 9/12 mån icke-gnagare

13 13 Mål för studier av toxicitet efter upprepad dosering • Etablera doser • Terapeutisk upp till ’Max Tolerable Dose’ (MTD) • Toxikokinetik: exponering viktigare än dosering • Identifiera • Målorgan för toxicitet • Dosberoende • Tidsberoende • Artbereonde • Övergående effekter (recovery) • Säkerhetsmarginaler • Initial säker klinisk dos • Typ av toxicitet • ospecifik (kemisk) • farmakologiskt relaterad toxicitet?

14 14 Upplägg av studier av toxicitet efter upprepad dosering • Förutsättningar • Relevant administreringsväg • Gnagare och icke-gnagare • Kliniska symptom • Kroppsvikt • Födo/vätskeintag • Oftalmoskopi • EKG • Klinisk patologi • hematologi • Blodkemi • urinanalys • Patologi • Allmän patologi • Organvikter (ca 12) • Mikroskopisk patologi (ca 40 olika vävnader) • Återhämtning (recovery) • Övrigt, tex hormonnivåer i plasma • Toxikokinetik • Exponering viktigare än dos!

15 15 Exempel: Substans X • Allmänna toxstudier genomförda inför FTIM • Observation: Minskad hematokrit (markör) • Indikerar möjlig anemi (effekt) • Möjlig orsak: histopatologisk förändring i benmärg (målorgan) • Bedömning • Benmärgsförändringar är troligen inte acceptabla vid kronisk behandling av patienter • Åtgärder • Mekanistisk utvärdering och riskbedömning FTIM, First time in man

16 16 Exempel: Substans X, uppföljning • Ingen minskning i totalantal röda blodkroppar (blodkroppsvolym) • Inga patologiska förändringar i benmärg • Liten ökning i plasmavolym (indikerar väteskretention • Effekten övergående/reversibel • Målorganet är inte alltid vad som antyds från konventionella analyser

17 17 Exempel: Toxicitet efter upprepad dosering - säkerhetsmarginal veckor gram C LD MD HD Ökning i kroppsvikt kontrolllågdosmellandoshögdos Serum-kolesterol kontrolllågdosmellandoshögdos Levervikt Lowest observed effect level No observed effect level (“fri” dos) Terapeutisk exponering Relativ AUC 1,0 0,1 0,025 AUC Uppskattat för människa ”lågdos” ”mellandos”

18 18 Komplettering inför klinisk iv-studie • Samma formulering som skall användas kliniskt • Inkludera effekter av excipient, infusionshastighet etc • Kärl och vävnad (Vaso and Tissue Irritation, VTI) • Hund & kanin • iv och sc, en till flera dagar • kliniska tecken och histopatologisk utvärdering • Hemolys och proteinflockning • in vitro, humanblod

19 19 Farmakokinetik och toxikokinetik Säkerhetsmarginaler

20 20 mouse rat cyno Homo Farmakokinetiska modeller – allometrisk skalning – prediktion till människa 1 2 3

21 21 Toxikokinetik (”idealfall”) • gnagare + icke-gnagare • exponering • AUC, C max, t 1/2, • könsskillnad • dos- och tidsberoenden • enzyminduktion Plasmakoncentration över tid Tid (h) Koncentration lågdos mellandos högdos Exponering i toxstudie (AUC) låg mellan hög terapeutisk. Doser AUC (umol x h/l)

22 22 Toxikokinetik (“reala fall”)

23 23 Bindningsgrad till plasmaproteiner • Plasmaproteinbindning och fri plasmakoncentration • Jämvikt fritt – bundet • Påverkar effekt vid receptorn • Jämförelser mellan arter • Värdera prediktionen från djurdata • Uppskatta mellanarts- och individvariation

24 24 Principer för uppskattning av säkerhetsmarginal Riskvärdering Säkerhetsmarginal: 10x Korr fri fraktion(blod): 7.5x 0.6 Uppskattad primär farmakologisk respons (Homo, fri fraktion 2%) Effektparameter Toxikologisk respons (hund, fri fraktion 5%) Plasmakoncentration (µM) tot fri

25 25 Autoradiografi Intravenös administration, 1 h efter dos

26 26 Autoradiografi (forts) Intravenös administration 5 h efter dos öga lever tarm hår

27 27 Massbalans • Karaktärisera absorption och exkretion av substans och metaboliter i djur friska frivilliga • Isotopmärkt substans ( 14 C, 3 H) • Po, iv administration • Samla urin, faeces och plasma • Räkna på massbalans • in  ut

28 28 Metabolitmönster Mönster och strukturer för huvudsakliga metaboliter i plasma och sekret med hjälp av kromatografisk analys Vid behov separat säkerhetsvärdering av unika metaboliter

29 29 Läkemedelsinteraktioner • Identifiera essentiella enzym som ingår i metabolismen av läkemedlet • Cytokrom p450 (3A4, 2D6 etc.) – Hämning, induktion? • Interaktionsstudier • in vitro med human vävnad (tex lever)

30 30 Reproduktionstoxikologi

31 31 Reproduktionstoxikologi • Inför studier på kvinnor i fertil ålder*: • Fertilitet hannar och honor, råtta • Embryofetal utveckling – råtta & kanin, alt mus, gris, apa, hund • Inför registrering: • Peri- och postnatal utveckling • Beteendestudier i F1 (råtta) • Ökat regulatoriskt tryck att inkludera WOCBP tidigare än i dag *women of childbearing potential, WOCBP F1: första generationen

32 32 Segmenten inom reproduktionstoxikologi dag * 22-29* 25 2 v 4 v M F Fertilitet-tidig fosterutv. (segm I) Embryofetal utv. (segm II) Pre- och Postnatal utv. (segm III) Gomspalten sluter sig födelsedigivning Ägget implanteras konception *råtta - kanin organogenestillväxt behandling Nekropsi, patologi

33 33 Exempel: Felodipine (Plendil) Bakben från kaninfoster, kontrollgrupp, efter 29 dagars dräktighet Bakben från kaninfoster, 12 µmol/kg, efter 29 dagars dräktighet

34 34 Från Lundgren et al. (1992), Pharmacology & Toxicology 71, Exempel: Felodipine Dräktiga kaniner, 12 µmol/kg i 3 dagar Ett preparat som sänkter blodtyck. I normotensiva situationer leder behandling till hypotension, med lokal ischemi som extrem påföljd, här med effekter på ontogenin av falanger

35 35 Genotoxisk potential • In silico • MCASE, DEREK; prediktera Ames test • In vitro • Ames Test (bakterier)genmutation • Mouse Lymphoma TK locus test (däggdjurssceller) kromosomskada • +/- metabol aktivering (S9-fraktion från lever) • • In vivo • Mouse Micronucleus (benmärg, råtta & mus) • Unscheduled DNA Synthesis (lever, råtta) • Single Cell Gel (olika organ, råtta & mus)

36 36 Cancerstudier • Nästan livslång (2 år) exponering • Vanligen i gnagare (råtta & mus) • Bättre prediktion en enbart genotoxtester • Risk för övertolkning • Studiedesign efter samråd med myndigheter • CAC; carcinogenicity approval comittee • Noggrann monitorering för att säkerställa tillräcklig överlevnad och exponering • Dosfinding-studier • Dosjustering, tidigare avslut etc • Rapport klar vid registrering • Forskning pågår med KO/transgener för att möjligöra kortare studier

37 37 Exempel: PTH1-34 • Paratyroidhormon-analog • Stimulerar bla omsättning/tillväxt av osteoblaster • Indikation osteoporos • 6 mån råtta: inga relevanta fynd • 12 mån primat: inga relevanta fynd • 2 år råtta: dosrelaterad malign metastatisk osteosarcom • Bedömning • Behandlingstid motsvarar >2/3 av förväntad normal livslängd • Antalet benomsättningscykler stort • Artspecifik effekt • Slutsats • Troligen ingen relevans för människa

38 38 Immuntoxikologi • Målorgan • Tymus • Mjälte • Lymfkörtlar • Målceller • Medfött immunförsvar • Fagocyterande celler makrofager, granulocyter • NK-celler mot tumörer • Förvärvat immunförsvar • Bildar minnesceller • B-lymfocyter tillverkar antikroppar • T-lymfocyter hjälper till med ak- produktion eller utför cytotox mot främmande celler

39 39 ’Omics’ – teknologier: alternativ eller komplement till djurförsök? • Utveckling inom molekylärbiologi, analysteknik, databashantering, instrumentteknik • Kvantitativa mätningar ger stora komplexa datamängder • Analys ger ’fingerprints’ som speglar processer i celler och vävnader på molekylär nivå • toxicogenomics, proteomics, metabonomics… • Kräver validering med djurförsök • Ökad betydelse i framtiden • Kan inte helt ersätta djurförsök

40 40 Efter registrering • ’Pharmacovigilance’ • Övervakning av läkemedlets säkerhet på markanden • Kan ge upphov till nya studier • Nya indikationer, doser, administreringsvägar • Nya tillverkningsprocesser, formuleringar • Nya nedbrytningsmönster • Yrkeshygien • Utvärdering av biverkningar • Uppdateringar till myndigheter

41 41 Bioteknologiska produkter, ett specialfall? • Nej, • Samma regulatoriska regelverk gäller • Men, • Avvikelser möjliga på vetenskaplig grund • Trend: case-by-case  nya guidelines • Återkommande fråga: relevant djurslag • Tex rekombinant antikropp riktad mot humant antigen • Speciella problem • Neutraliserande antikroppar kan förhindra exponering i längre studier

42 42 Exempel: Epoetin alfa-fallet • rh-Epo ges till kroniskt njursjuka • stimulerar bildandet av erytrocyter • Plötslig ökning av antalet fall PRCA (pure red cell aplasia) • Före 1998 sällsynt, 1-2 fall/år • : ökning, kulminerar med 83 fall/år • Sammanföll med • Övergång från iv till sc, ökad självadministrering • Ökande fall av felaktig förvaring (dvs utanför +2-+8°C) • Excipientbyte 1998: humant serumalbumin (HSA) till polysorbat-80 • Utredning • Aggregerat rh-Epo mer immunogent än nativt dito • sc mer immunogent in iv • Antikroppar korsreagerar med kroppsegna Epo-producerande celler i njuren • Avregistrering av sc användning • Incidens PRCA gått ner på låga nivåer 2003

43 43 Pediatriska läkemedel • Hur dokumentera läkemedel i barn? • Tillgänglig dokumentation idag är oftast begränsad • Barn är inte små vuxna • Riktade studier krävs för att etablera effekt, säkerhet och dos. • Studier svåra att genomföra • Stort relativt span i kroppsvikt, utvecklinggrad… • Etik: vem bestämmer över barnets kropp? • Följsamhet (compliance) troligen ett problem • Kommersiella värdet kan vara begränsat • Myndigheter (USA ligger före) tillämpar lagstiftning enligt “the stick and the carrot” • Krav på viss dokumentation vid registrering • Erbjuder utökad/förlängd exklusivitet

44 44 Prediktionsvärdet av djurstudier och toxicitet inför studier på människa

45 45 Några aspekter på djurslag använda inom toxikologi • Råtta, mus • små  större antal möjligt • “snabbare” livsförlopp • Välkänd bakgrund • Hund • “lagom” stort  flera provtagningar möjliga • Välkänd bakgrund (normal histologi) • Känd individ • “minigris” • Lik Homo i många avseenden (tex GI) • Lever inte upp till epitetet mini • Överkänslig map CV-parametrar? • Primat (Cynomlogus, marmoset) • Lik Homo i många avseenden • Tillgång kan variera • Nervösa djur • Många länder kräver särskilda tillstånd

46 46 Skillnader mellan djur och människa av betydelse för prediktion

47 47 Djurslag som uppvisade samma toxicitet som sågs i människa Efter Olsson et al., Regulatory Toxicology and Pharmacology 32, (2000) 27% 29% 71% 7% 36% humantoxicitet (antal fynd) Studier i flera djurslag behövs

48 48 First dose of potential new medicines to humans: How animals help. P Greaves, A Williams and M Eve. Nature Reviews, Drug Discovery Vol 3, March 2004, p Unikt i Homo God överensstämmelse Unikt i djur

49 49 Överensstämmelse för olika djurslag humantoxicitet (antal fynd) Efter Olsson et al., Regulatory Toxicology and Pharmacology 32, (2000) Hund, primat och råtta relativt ’säkra’ djurslag

50 50 Efter Olsson et al., Regulatory Toxicology and Pharmacology 32, (2000) 94% av all toxicitet fångas upp i studier upp till 1 månad Studieduration för att upptäcka relevant toxicitet i djur humantoxicitet (antal fynd) Tid till detektion av toxicitet i djur

51 51 30% 30% Reasons for attrition (1991–2000) • Nature Reviews Drug Discovery 3, (2004) • Preklinisk toxicitet och klinisk säkerhet utgör tillsammans 1/3

52 52

53 53 Slutsatser • Ett genomreglerat område • Historiska exempel • Vetenskap och beprövad erfarenhet • Ökande grad av harmonisering mellan länder • Patienters säkerhet i centrum • Överensstämmelse djur – människa • Relativt goda förutsägelser • Sant positiva överväger ’falskt negativa’ resultat • Helt avstå från djurstudier – oacceptabel risk för människa • Toxikologin får en fortsatt ökande betydelse

54 54 Sola dosis facit veneum • Paracelsus, eg. Theophrastus von Hohenheim, 1493–1541, schweizisk läkare och naturfilosof,


Ladda ner ppt "1 Utvärdering av säkerhet och toxikologi vid läkemedelsutveckling Martin Billger Safety Assessment AstraZenecea R&D Mölndal 2006."

Liknande presentationer


Google-annonser